A. 实验室制取氯气的装置
氯气是一种气体单质,化学式为Cl2。常温常压下为黄绿色,有强烈刺激性气味的剧毒气体,具有窒息性 ,密度比空气大,可溶于水和碱溶液,易溶于有机溶剂(如二硫化碳和四氯化碳),易压缩,可液化为黄绿色的油状液氯,是氯碱工业的主要产品之一,可用作为强氧化剂。
氯气中混和体积分数为5%以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。氯气具有毒性,主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,会对上呼吸道黏膜造成损害。氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。主要用于生产塑料(如PVP)、合成纤维、染料、农药、消毒剂、漂白剂溶剂以及各种氯化物。
实验室制法
实验室通常用氧化浓盐酸的方法来制取氯气:
实验室制法
常见的氧化剂有:MnO2、KMnO4、Ca(ClO)2、Co2O3
发生的反应分别是:
4HCl(浓)+MnO2 =加热=MnCl2+Cl2↑+2H2O
16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
(这两个反应用的盐酸比较稀的话,反应将不再进行,没有盐酸可用一种非还原性酸和氯化钠的混合物代替,也可产生氯气。)
4HCl+Ca(ClO)2=CaCl2+2H2O+2Cl2↑ (此反应需要的盐酸很稀,1mol/L便可以剧烈反应。)
2H++ClO-+Cl-=H2O+Cl2↑
【只要能电离出H+的酸即可参加并且发生此归中反应;如:草酸。但由于参加反应的酸电离出的H+能力的不同,反应的速率也会不同。如果此酸为有机酸,且易挥发,那么要注意不能在强光照的照射下反应,不然氯气可能会和挥发出来的有机酸发生取代反应发生爆炸或生成有毒物质,如:冰醋酸会和氯气发生取代反应生成氯醋酸(剧毒固体)、二氯醋酸(固体)、三氯醋酸(固体)】
如不用浓盐酸,亦可用NaCl(固体)跟浓硫酸来代替。如:
2NaCl+3H2SO4(浓)+MnO2=加热=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Cl2↑
总之,实验室制氯气的办法都围绕着一个核心:氯离子+氧化剂+酸性环境,氧化剂的氧化性不强的话还需不同程度加热。
收集方法:用向上排空气法或者排饱和食盐水法
净化方法:用饱和食盐水除去HCl气体,用浓硫酸除去水蒸气。
尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。
验满方法:⑴ 将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
⑵ 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
⑶ 实验室制备氯气时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
注意:切勿被网络上的无知言论欺骗,氯酸盐绝对不能用来制备氯气,因为会生成大量难以分离且易爆炸的ClO2。
B. 实验室制氯气 实验结束时,应该先停止加热使反应停止并等待氯气被氢氧化钠溶液完全吸收再拆开装置避免
应该先停止加热使反应停止并等待氯气被氢氧化钠溶液完全吸收再拆开装置避免污染空气。
【制Cl2时混有的HCl和水蒸气,可用H2O和浓硫酸洗气而除去,但要注意先后顺序,若先干燥后除HCl,则又会使Cl2中混有水蒸气。吸收多余Cl2防止污染空气,应使用NaOH溶液,使Cl2变为NaCl、NaClO而完全进入溶液。因Cl2在水中溶解度不大,以纯水吸收往往不完全,不能充分起到防污染空气的作用。】
C. 实验室制氯气装置原理——
因为氯气能溶于水,但难溶于饱和食盐水,HCL大量溶于饱和食盐水,所以用饱和食盐水除HCL
D. 实验室制氯气的实验装置有哪些
实验室制氯气的实验装置包含实验器材和实验药品:
实验器材:铁架台、石棉网、酒精灯、圆底烧瓶、长颈漏斗、集气瓶、烧杯、导气管。
实验药品:浓盐酸、二氧化锰、饱和食盐水、浓硫酸净化、氢氧化钠溶液。
一、反应的化学方程式:
四、氯气的相关性质:
氯气是一种气体单质,化学式为Cl2。常温常压下为黄绿色,有强烈刺激性气味,密度比空气大。可溶于水和碱溶液,易溶于有机溶剂(如四氯化碳),难溶于饱和食盐水,可用作为强氧化剂。具剧毒和窒息性,主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,会对上呼吸道黏膜造成损害。
以上内容参考:网络-氯气
E. 实验室制氯气装置
除去HCl杂质
因为Cl2在饱和食盐水中的溶解度非常小,不能通过水
再通过浓H2SO4干燥,再用向上排空气法收集Cl2,最后用NaOH溶液进行尾气处理
F. 实验室制氯气的实验装置图如下所示:(1)连接好装置后,实验前必须进行的操作是______;(2)甲中盛有__
(1)该实验装置中连接了多个仪器,且氯气是一种有毒气体,不避免氯气泄漏,会污版染空权气且浪费试剂,所以在实验前需要检验装置气密性,
故答案为:检查装置气密性;
(2)根据装置可知甲、乙为净化和干燥氯气的装置,氯气因为混有挥发出的HCl气体,可用饱和食盐水除去HCl气体,
故答案为:饱和食盐水;除去氯气中的氯化氢;
(3)实验室中,利用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气,所以制取的氯气中含有杂质水蒸气,氯气为酸性气体,可通过浓硫酸吸收水蒸气得到干燥纯净的氯气;
故答案为:浓硫酸;干燥氯气;
(4)氯气密度大于空气,所以采用向上排空气法收集,导管插入管底有利于排净空气,
故答案为:氯气的密度比空气的密度大,导管插入管底有利于排净空气;
(5)氯气有毒,需要进行尾气吸收,氯气与氢氧化钠溶液反应,所以尾气吸收可以用氢氧化钠溶液,反应的方程式为,2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,
故答案为:氢氧化钠溶液(碱液);2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O.
G. 如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略).(1)制备氯气选用的药品为固
(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,加热反应的化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)
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